EP3827175A1 - Bauteil - Google Patents

Bauteil

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EP3827175A1
EP3827175A1 EP19749607.8A EP19749607A EP3827175A1 EP 3827175 A1 EP3827175 A1 EP 3827175A1 EP 19749607 A EP19749607 A EP 19749607A EP 3827175 A1 EP3827175 A1 EP 3827175A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
component
shaped
tent
funnel
carrier
Prior art date
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Granted
Application number
EP19749607.8A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP3827175B1 (de
Inventor
Béla SZÉKELY
Bence SZABÓ
Arne BOLDT
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Audi AG
Original Assignee
Audi AG
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Filing date
Publication date
Application filed by Audi AG filed Critical Audi AG
Publication of EP3827175A1 publication Critical patent/EP3827175A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP3827175B1 publication Critical patent/EP3827175B1/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D27/00—Connections between superstructure or understructure sub-units
    • B62D27/06—Connections between superstructure or understructure sub-units readily releasable
    • B62D27/065—Connections between superstructure or understructure sub-units readily releasable using screwthread
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16B—DEVICES FOR FASTENING OR SECURING CONSTRUCTIONAL ELEMENTS OR MACHINE PARTS TOGETHER, e.g. NAILS, BOLTS, CIRCLIPS, CLAMPS, CLIPS OR WEDGES; JOINTS OR JOINTING
    • F16B5/00—Joining sheets or plates, e.g. panels, to one another or to strips or bars parallel to them
    • F16B5/02—Joining sheets or plates, e.g. panels, to one another or to strips or bars parallel to them by means of fastening members using screw-thread
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16B—DEVICES FOR FASTENING OR SECURING CONSTRUCTIONAL ELEMENTS OR MACHINE PARTS TOGETHER, e.g. NAILS, BOLTS, CIRCLIPS, CLAMPS, CLIPS OR WEDGES; JOINTS OR JOINTING
    • F16B37/00—Nuts or like thread-engaging members
    • F16B2037/007—Nuts or like thread-engaging members with a blind hole

Definitions

  • the invention relates to a component with a recess for receiving a fastening element to be fastened to the component.
  • a screw connection can be arranged on a component, a receptacle for a screw on the component being reinforced by reinforcing ribs which absorb and dissipate mechanical loads, particularly in the case of a highly loaded screw connection.
  • the publication DE 41 38 372 A1 describes a cast part for a vehicle body, two master points arranged at a distance from one another being provided as molded elevations and / or molded-in depressions on a cast part wall.
  • a device for fastening a handle to a cooking or roasting pan is known from the document DE 199 40 970 A1.
  • the component according to the invention has a carrier, for which a flat region or a plane is defined, which is or is part of the carrier, the carrier next to this flat region having an at least partially or sectionally conical, funnel-shaped and / or tent-shaped carrying cover has, which rises out of the flat area of the carrier.
  • a recess for receiving a fastening element to be fastened or fastened to the component is arranged at one end of the at least partially conical, funnel-shaped and / or tent-shaped carrying shell, which is spaced and / or facing away from the flat region of the carrier.
  • the component presented is designed as part of a component arrangement and / or as a blank and / or semi-finished product of a component arrangement or a workpiece. It is possible for a workpiece according to the invention or a component arrangement according to the invention to have at least one component according to the invention and thus a carrier with the conical-shaped, in particular funnel-shaped or tent-shaped support sleeve. It is also possible for the component itself to be designed as a component arrangement. Furthermore, it is also possible for the carrying case to be designed as an elevation which extends from the flat region to the end with the recess and in particular includes a volume which is not necessarily symmetrical.
  • the at least partially cone-shaped support sleeve can also be designed and / or designated as an at least partially funnel-shaped and / or tent-shaped support sleeve that rises from the flat area or the plane of the carrier of the component. It is possible for a base area to be used to define the at least partially conical, funnel-shaped and / or tent-shaped carrying envelope in lies in the flat area of the carrier of the component, from which the carrier shell rises, the base area being elliptical and thus also circular in design. Furthermore, the carrier sleeve can have a shape of a straight or oblique conical jacket.
  • An axis along which the at least partially cone-shaped, funnel-shaped and / or tent-shaped support sleeve extends starting from the flat area of the carrier can be oriented at any angle and thus, for example, also at 90 ° to the flat area.
  • the fact that the carrier shell is at least partially conical, funnel-shaped and / or tent-shaped means that at least part of the carrier shell also has a shape of a conical shell, a funnel and / or a tent, with another part of the carrier shell having a different shape, for example one Has the shape of a flat surface or a curved surface, wherein the support sleeve is at least partly conical, funnel-shaped and / or tent-shaped and another part is different. It is also possible for the carrier shell to be completely conical, funnel-shaped and / or tent-shaped.
  • the at least partially conical, funnel-shaped and / or tent-shaped carrying cover prefferably has an at least partially conical, funnel-shaped and / or tent-shaped area or space, ie. H. surrounds, encloses or envelops an at least partially conical volume.
  • the component has a slug with a body, which is arranged at the end of the at least partially conical, funnel-shaped and / or tent-shaped support shell and forms a wall for the recess, the fastening element being able to be arranged in the recess and thus also in the slug or is to be arranged, wherein an opening of the recess is arranged at the end of the at least partially conical, funnel-shaped and / or tent-shaped support sleeve.
  • the end of the carrying envelope also corresponds to an end of the slug, which are connected to one another at this common end.
  • the recess in the body of the slug can have a cylindrical inner wall and an internal thread for the fastening element.
  • Such a fastening element can be used to fasten a further component to the described component, which has the carrying case.
  • the at least partially conical, funnel-shaped and / or tent-shaped carrying cover can at least partially surround, enclose or envelop the body of the slug.
  • the recess is usually designed to fasten a fastening element designed as a screw to the component.
  • the component is designed as a cast component, as a forged part or forged component, plastic part or plastic component or as a cold extrusion part or cold extrusion component.
  • the component can be designed and / or provided as part of a motor vehicle, the component being usable as part of the motor vehicle.
  • the at least partially conical, funnel-shaped and / or tent-shaped support sleeve, at the end of which the recess for receiving the fastening element is arranged, in the event that the fastening element is designed, for example, as a screw, is an at least partially conical, funnel-shaped and / or tent-shaped screw-in slug for a heavy-duty screw connection on a component, for example as a cast component, forged component, plastic component or cold extrusion component.
  • the at least partially conical, funnel-shaped and / or tent-shaped support cover which also includes the slug, for example screw slug, otherwise usual reinforcing ribs for a screw connection can be replaced.
  • the slug for example screw slug
  • reinforcing ribs for a screw connection
  • a height of the carrying case can now be varied depending on the load, starting from the flat area and / or a thickness or wall thickness of the carrying case.
  • the new design of a screw socket as a component of the at least partially conical, funnel-shaped and / or tent-shaped support sleeve, which is designed to stabilize the screw socket means that the fastening element, which is designed, for example, as a screw, can be subjected to greater mechanical loads on the component or the component arrangement. Due to the at least partially conical, funnel-shaped and / or tent-shaped design of the support shell, forces which act on the fastening element fastened to the component from different loading directions can be better absorbed and dissipated. It is possible to eliminate mechanical stress peaks. It is also possible to improve the acoustic properties of the component.
  • the at least partially cone-shaped, funnel-shaped and / or tent-shaped configuration of the support sleeve for stabilizing the slug is favorable, since a die-cast alloy has a reduced strength compared to a cast alloy, such a die-cast part being sensitive to Material accumulations react, whereby such material accumulations can now be avoided in the manufacture of the component, since otherwise conventional stiffening ribs are now replaced by the support sleeve.
  • Figure 1 shows a schematic representation of an example of a component as is known from the prior art.
  • Figure 2 shows a schematic representation of a first embodiment of the component according to the invention.
  • Figure 3 shows a schematic representation of a second embodiment of the component according to the invention.
  • the component 200 shown schematically in FIG. 1a has a first slug 202 and two further slugs 204, 206, one each Slug 202, 204, 206 is provided for receiving a screw.
  • FIG. 1 b shows a part of the component 200 along a section through the first slug 202.
  • the first slug 202 is supported by a plurality of ribs 208, 210, 212, 214, 216, 218 on a wall of the component 200, the slug 202 rising from the wall.
  • the ribs 208, 210, 212, 214, 216, 218 are arranged in a star shape around the slug 202.
  • a voltage peak for the slug 202 is indicated by an ellipse 220 in FIG. 1 a and a mechanical load on the slug 202 is indicated by an arrow 222.
  • additional material accumulations 224 are indicated which result for the slug 202 due to the ribs 208, 210, 212, 214, 216, 218.
  • the first slug 202 or screw slug is connected to the component 200 by the ribs 208, 210, 212, 214, 216, 218.
  • the first slug 202 or screw slug is connected to the component 200 by the ribs 208, 210, 212, 214, 216, 218.
  • impermissibly high voltage peaks can arise at the beginning of a respective rib 208, 210, 212, 214, 216, 218.
  • the star-shaped arrangement of the ribs 208, 210, 212, 214, 216, 218 can cause unfavorable material accumulations 224 in the component 200, which is designed as a cast component, for example.
  • the first embodiment of the component 2 according to the invention or a corresponding workpiece or semi-finished product according to the invention is shown schematically in FIGS. 2a, 2b and 2c from different perspectives shown.
  • the component 2 has a carrier 4, which is formed here as part of a circular ring with an inner and an outer diameter. This carrier 4 is connected to a pipe section 6 of the component 2.
  • a threshold 8 is also arranged on a surface of the carrier 4.
  • a flat area or a plane is defined which is in the carrier 4, in particular between an upper side of the carrier 4, which can be seen in FIGS. 2a and 2c, and an underside of the carrier 4, which can be seen in FIG. 2b is, is or lies in it.
  • a cone-shaped, funnel-shaped and / or tent-shaped carrier sleeve 10 of the carrier 4 rises here, with at one end of the carrier sleeve 10 that of the carrier 4 or facing away from the flat area, a recess 12 is arranged for receiving a fastening element.
  • FIG. 2a The carrying case 10 is shown in FIG. 2a from above and in FIG. 2b from below.
  • Figure 2a an outer wall and in Figure 2b an inner wall of the support sleeve 10 can be seen.
  • a body of a slug 14 forms a wall of the recess 12.
  • FIG. 2c shows the component 2 along a section through the support sleeve 10, the recess 12 and the slug 14.
  • the carrying cover 10 which at least partially surrounds and / or encloses the slug 14, is an elevation of the carrier 4 and thus a part or extension of the carrier 4, which rises from the flat area in the carrier 4 or emerges therefrom .
  • the carrier sleeve 10 is here at least partially, in particular largely cone-shaped or funnel-shaped and / or tent-shaped and limited on the one hand by the surface of the carrier 4 and on the other hand by the tube section 6.
  • the carrying case 10 replaces the ribs 208, 210, 212, 214, 216, 218 required in the prior art to stabilize the Butzens 14 with the recess 12 for receiving the fastener.
  • the end of the carrier sleeve 10, which faces away from the carrier 4 or from the flat region, and one end of the slug 14, which forms a wall for the recess 12, are connected to one another, it being possible, depending on the definition, that the carrying cover 10 and the slug 14 or the body of the slug 14 form or have a common end. Starting from the common end or the common ends, the inside of the carrier sleeve 10 and the slug 14 or its body are separated from one another and / or spaced in the direction of the flat region of the carrier 4.
  • FIG. 2 b also shows that, in a possible configuration of component 2, the body of the slug 14 is connected to the inner wall of the carrying cover 10 via additional inner ribs 16.
  • FIGS. 2a, 2b, 2c show two further holes 18 which are made in the carrier 4 of component 2, regardless of the configuration of component 2 according to the invention.
  • FIG. 3 The second embodiment of the component 30 according to the invention or a corresponding workpiece according to the invention is shown in FIG. 3 in a sectional view.
  • this component 30 comprises a flat, here flat body or carrier 32, which is also defined and / or provided as part of a wall of the component 30.
  • a plane or a flat region 34 is defined, which lies in the carrier 32, is arranged therein or is located therein.
  • a cone-shaped or funnel-shaped and / or tent-shaped support sleeve 36 rises out of the flat region 34 of the carrier 32, which is designed as an extension or elevation of the carrier 32 and thus as part of the carrier 32.
  • the carrier 32 and the carrying case 36 apart from design and / or geometric deviations, approximately the same wall thickness or thickness.
  • a common end 38 of the cone-shaped, funnel-shaped and / or tent-shaped support sleeve 36 and a slug 42 faces away from the carrier 32 and the flat region 34 and encloses an opening of a rotationally symmetrical one
  • Recess 40 which is designed to receive a rotationally symmetrical fastening element, for example a screw.
  • the carrier sleeve 36 extends from the flat region 34 and / or the carrier 32 of the component 30 in the direction of the end 38.
  • the slug 42 is an extension of the carrier sleeve 36, since the slug 42 and the carrier sleeve 36 on the End 38 are interconnected.
  • the recess 40 is enclosed by a body of the slug 42, which forms a wall of the recess 40.
  • An inside of the support sleeve 36 surrounds and / or encloses a conical area or a conical volume in which the slug 42 is arranged, an inside of the support sleeve 36 and the slug 42 being spaced apart from one another in the cone-shaped area.
  • the carrier 32, the carrying sleeve 36 and the slug 38 are formed as a one-piece, coherent component 30 or workpiece, which is produced by a casting process or from a forged part.
  • a further component, not shown here, can be attached to the component 30 via the fastening element, which can be attached to the component 30.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Bauteil (2) mit einem Träger (4), für den ein ebener Bereich definiert ist, wobei der Träger (4) eine zumindest teilweise kegelmantelförmige, trichterförmige oder zeltförmige Traghülle (10) aufweist, die sich aus dem ebenen Bereich heraus erhebt, wobei an einem Ende der zumindest teilweise kegelmantelförmigen, trichterförmigen oder zeltförmigen Traghülle (10), das von dem ebenen Bereich des Trägers (4) abgewandt ist, eine Ausnehmung (12) zur Aufnahme eines an dem Bauteil (2) zu befestigenden Befestigungselements angeordnet ist.

Description

Bauteil
BESCHREIBUNG: Die Erfindung betrifft ein Bauteil mit einer Ausnehmung zur Aufnahme eines an dem Bauteil zu befestigenden Befestigungselements.
An einem Bauteil kann eine Schraubverbindung angeordnet sein, wobei eine Aufnahme für eine Schraube an dem Bauteil durch Verstärkungsrippen verstärkt ist, die insbesondere bei einer hochbelasteten Schraubverbindung mechanische Belastungen aufnehmen und ableiten.
Die Druckschrift DE 41 38 372 A1 beschreibt ein Gußteil für eine Fahrzeugkarosserie, wobei an einer Gußteilwand zwei in einem Abstand zueinander angeordnete Masterpunkte als angeformte Erhebungen und/oder eingeformte Vertiefungen vorgesehen sind.
Eine Vorrichtung zur Befestigung eines Handgriffs an einem Koch- oder Bratgefäß sind aus der Druckschrift DE 199 40 970 A1 bekannt.
Eine Brennkraftmaschine mit wenigstens zwei Zylindern ist aus der Druckschrift EP 2 143 925 A1 bekannt. Dabei sind an einer Turbine der Brennkraftmaschine Butzen zum Durchführen von Schrauben angeordnet. Vor diesem Hintergrund war es eine Aufgabe, an einem Bauteil eine stabile Aufnahme für ein Befestigungselement bereitzustellen. Diese Aufgabe wird durch ein Bauteil mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 1 gelöst. Au sf ü h ru ng sform en des Bauteils gehen aus den abhängigen Patentansprüchen hervor.
Das erfindungsgemäße Bauteil weist einen Träger auf, für den ein ebener Bereich bzw. eine Ebene definiert ist, der bzw. die Teil des Trägers ist, wobei der Träger neben diesem ebenen Bereich eine zumindest teilweise bzw. abschnittsweise kegelmantelförmige, trichterförmige und/oder zeltförmige Traghülle aufweist, die sich aus dem ebenen Bereich des Trägers heraus erhebt. Dabei ist an einem Ende der zumindest teilweise kegelmantelförmigen, trichterförmigen und/oder zeltförmigen Traghülle, das von dem ebenen Bereich des Trägers beabstandet und/oder abgewandt ist, eine Ausnehmung zur Aufnahme eines an dem Bauteil zu befestigenden bzw. befestigbaren Befestigungselements angeordnet.
Das vorgestellte Bauteil ist in möglicher Ausgestaltung als Teil einer Bauteilanordnung und/oder als Rohling und/oder Halbzeug einer Bauteilanordnung bzw. eines Werkstücks ausgebildet. Dabei ist es möglich, dass ein erfindungsgemäßes Werkstück bzw. eine erfindungsgemäße Bauteilanordnung mindestens ein erfindungsgemäßes Bauteil und somit einen Träger mit der insbesondere kegelmantelförmigen, insbesondere trichterförmigen oder zeltförmigen Traghülle aufweist. Es ist auch möglich, dass das Bauteil selbst als Bauteilanordnung ausgebildet ist. Ferner ist es auch möglich, dass die Traghülle als Erhebung ausgebildet sein kann, die sich ausgehend von dem ebenen Bereich zu dem Ende mit der Ausnehmung erstreckt, und dabei insbesondere ein nicht zwangsläufig symmetrisches Volumen einschließt.
Die zumindest teilweise kegelmantelförmige Traghülle kann alternativ oder ergänzend auch als zumindest teilweise trichterförmige und/oder zeltförmige Traghülle, die sich aus dem ebenen Bereich bzw. der Ebene des Trägers des Bauteils erhebt, ausgebildet sein und/oder bezeichnet werden. Dabei ist es möglich, dass eine Grundfläche zur Definition der zumindest teilweise kegelmantelförmigen, trichterförmigen und/oder zeltförmigen Traghülle in dem ebenen Bereich des Trägers des Bauteils liegt, aus der sich die Traghülle erhebt, wobei die Grundfläche ellipsenförmig und somit in Ausgestaltung auch kreisförmig sein kann. Weiterhin kann die Traghülle eine Form eines geraden oder schiefen Kegelmantels aufweisen. Eine Achse, entlang der sich die zumindest teilweise kegelmantelförmige, trichterförmige und/oder zeltförmige Traghülle ausgehend von dem ebenen Bereich der Trägers erstreckt, kann zu dem ebenen Bereich unter einem beliebigen Winkel und somit bspw. auch unter 90° orientiert sein. Dass die Traghülle zumindest teilweise kegelmantelförmig, trichterförmig und/oder zeltförmig ist, bedeutet, dass mindestens ein Teil der Traghülle auch eine Form eines Kegelmantels, eines Trichters und/oder eines Zelts aufweist, wobei ein anderer Teil der Traghülle eine andere Form, bspw. eine Form einer ebenen Fläche oder einer gebogenen Fläche aufweist, wobei die Traghülle zumindest zu einem Teil kegelmantelförmig, trichterförmig und/oder zeltförmig und zu einem anderen Teil andersförmig ausgebildet ist. Es ist auch möglich, dass die Traghülle vollständig kegelmantelförmig, trichterförmig und/oder zeltförmig ausgebildet ist.
Hierbei ist es möglich, dass die zumindest teilweise kegelmantelförmige, trichterförmige und/oder zeltförmige Traghülle einen zumindest teilweise kegelmantelförmigen, trichterförmigen und/oder zeltförmigen Bereich bzw. Raum, d. h. ein zumindest teilweise kegelförmiges Volumen umgibt, umschließt bzw. umhüllt.
Das Bauteil weist in Ausgestaltung einen Butzen mit einem Körper auf, der an dem Ende der zumindest teilweise kegelmantelförmigen, trichterförmigen und/oder zeltförmigen Traghülle angeordnet ist und eine Wandung für die Ausnehmung bildet, wobei das Befestigungselement in der Ausnehmung und somit auch in dem Butzen anordenbar bzw. anzuordnen ist, wobei eine Öffnung der Ausnehmung an dem Ende der zumindest teilweise kegelmantelförmigen, trichterförmigen und/oder zeltförmigen Traghülle angeordnet ist. Hierbei ist es möglich, dass das Ende der Traghülle auch einem Ende des Butzens entspricht, die an diesem gemeinsamen Ende miteinander verbunden sind. Die Ausnehmung in dem Körper des Butzens kann eine zylinderförmige Innenwand und ein Innengewinde für das Befestigungselement aufweisen. Über ein derartiges Befestigungselement kann an dem beschriebenen Bauteil, das die Traghülle aufweist, ein weiteres Bauteil befestigt werden.
Weiterhin ist es möglich, dass die zumindest teilweise kegelmantelförmige, trichterförmige und/oder zeltförmige Traghülle den Körper des Butzens zumindest teilweise umgibt, umschließt bzw. umhüllt.
Üblicherweise ist die Ausnehmung zum Befestigen eines als Schraube ausgebildeten Befestigungselements an dem Bauteil ausgebildet.
Das Bauteil ist in Ausgestaltung als Gußbauteil, als Schmiedeteil bzw. Schmiedebauteil, Kunststoffteil bzw. Kunststoffbauteil oder als Kaltfließpressteil bzw. Kaltfließpressbauteil ausgebildet.
Das Bauteil kann als Teil eines Kraftfahrzeugs ausgebildet und/oder vorgesehen sein, wobei das Bauteil als Teil des Kraftfahrzeugs verwendbar ist.
In möglicher Ausgestaltung wird mit der zumindest teilweise kegelmantelförmigen, trichterförmigen und/oder zeltförmigen Traghülle, an deren Ende die Ausnehmung zur Aufnahme des Befestigungselements angeordnet ist, für den Fall, dass das Befestigungselement bspw. als Schraube ausgebildet ist, ein zumindest teilweise kegelmantelförmiger, trichterförmiger und/oder zeltförmiger Schraubbutzen für eine hoch belastbare Schraubverbindung an einem bspw. als Gußbauteil, Schmiedebauteil, Kunststoffbauteil oder Kaltfließpressbauteil ausgebildeten Bauteil bereitgestellt.
Mit der zumindest teilweise kegelmantelförmigen, trichterförmigen und/oder zeltförmigen Traghülle, die auch den Butzen, bspw. Schraubbutzen, umfasst, können ansonsten übliche Verstärkungsrippen für eine Schraubverbindung ersetzt werden. Üblicherweise war nach gängigen Konstruktionsrichtlinien vorgesehen, Verstärkungsrippen jeweils in einer Belastungsrichtung auszu richten. Durch entsprechende Formung der zumindest teilweise kegelmantelförmigen, trichterförmigen und/oder zeltförmigen Traghülle ist es ebenfalls möglich, Belastungsrichtungen des Befestigungselements zu berücksichtigen. Bislang wurde eine Anzahl, Höhe und Dicke der Verstärkungsrichtungen abhängig von einer Belastung eines Schraubbutzens eingestellt. Entsprechend ist nunmehr bspw. eine Höhe der Traghülle ausgehend von dem ebenen Bereich und/oder auch eine Dicke bzw. Wandstärke der Traghülle belastungsabhängig variierbar.
Die neue Gestaltung eines Schraubbutzens als Komponente der zumindest teilweise kegelmantelförmigen, trichterförmigen und/oder zeltförmigen Traghülle, die zur Stabilisierung des Schraubbutzens ausgebildet ist, ergibt, dass das bspw. als Schraube ausgebildete Befestigungselement an dem Bauteil bzw. der Bauteilanordnung stärker mechanisch belastet werden kann. Durch die zumindest teilweise kegelmantelförmige, trichterförmige und/oder zeltförmige Gestaltung der Traghülle können Kräfte, die aus unterschiedlichen Belastungsrichtungen auf das an dem Bauteil befestigte Befestigungselement wirken, besser aufgenommen und abgeleitet werden. Hierbei ist es möglich, mechanische Spannungsspitzen zu eliminieren. Es ist auch möglich, akustische Eigenschaften des Bauteils zu verbessern. Durch Ersetzen der sonst üblichen Verstärkungsrippen durch die Traghülle können Materialanhäufungen reduziert und bspw. eine Gießbarkeit des Bauteils verbessert werden. Aufgrund der Geometrie und/oder Gestaltung der Traghülle zum Stabilisieren des Schraubbutzens kann eine Gewichtseinsparung bzw. Gewichtsreduzierung von ca. 15 % erreicht werden. Es ist weiterhin möglich, das Bauteil mit der Traghülle und dem Butzen mit der Ausnehmung zur Aufnahme des Befestigungselements komfortabel mit einem CAD-Programm zu modellieren, wobei größere Freiheiten bei einem Aufbau eines Modells für das Bauteil gegeben sind. Hierbei können auch neue Möglichkeiten der CAD-Software, bspw. bezüglich Freiformflächen, benutzt werden, wodurch auch Zeit eingespart werden kann. Insbesondere für ein als Druckgußteil, Schmiedeteil, Kunststoffteil oder Kaltfließpressteil ausgebildetes Bauteil ist die zumindest teilweise kegelmantelförmige, trichterförmige und/oder zeltförmige Ausgestaltung der Traghülle zum Stabilisieren des Butzens günstig, da eine Druckgußlegierung gegenüber einer Standgußlegierung eine reduzierte Festigkeit aufweist, wobei ein derartiges Druckgußteil empfindlich auf Materialanhäufungen reagiert, wobei derartige Materialanhäufungen bei der Herstellung des Bauteils nunmehr vermieden werden können, da ansonsten übliche Versteifungsrippen nunmehr durch die Traghülle ersetzt werden.
Es versteht sich, dass die voranstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Die Erfindung ist anhand von Ausführungsformen in den Zeichnungen schematisch dargestellt und wird unter Bezugnahme auf die Zeichnungen schematisch und ausführlich beschrieben.
Figur 1 zeigt in schematischer Darstellung ein Beispiel für ein Bauteil, wie es aus dem Stand der Technik bekannt ist.
Figur 2 zeigt in schematischer Darstellung eine erste Ausführungsform des erfindungsgemäßen Bauteils.
Figur 3 zeigt in schematischer Darstellung eine zweite Ausführungsform des erfindungsgemäßen Bauteils.
Die Figuren werden zusammenhängend und übergreifend beschrieben, gleichen Bezugsziffern sind dieselben Komponenten zugeordnet.
Das in Figur 1a schematisch dargestellte Bauteil 200 weist einen ersten Butzen 202 sowie zwei weitere Butzen 204, 206 auf, wobei jeweils ein Butzen 202, 204, 206 zur Aufnahme einer Schraube vorgesehen ist. Figur 1 b zeigt einen Teil des Bauteils 200 entlang eines Schnitts durch den ersten Butzen 202.
Wie beide Figuren 1 a und 1 b zeigen, ist der erste Butzen 202 durch mehrere Rippen 208, 210, 212, 214, 216, 218 an einer Wand des Bauteils 200, wobei sich der Butzen 202 ausgehend von der Wand erhebt, abgestützt. Hierbei sind die Rippen 208, 210, 212, 214, 216, 218 um den Butzen 202 herum sternförmig angeordnet. Weiterhin ist in Figur 1 a durch eine Ellipse 220 eine Spannungsspitze für den Butzen 202 und durch einen Pfeil 222 eine mechanische Belastung des Butzens 202 angedeutet. In Figur 1 b sind zusätzlich Materialanhäufungen 224 angedeutet, die sich für den Butzen 202 aufgrund der Rippen 208, 210, 212, 214, 216, 218 ergeben.
Beim Stand der Technik werden aufgrund hoher mechanischer Belastungen häufig sehr dicke Rippen 208, 210, 212, 214, 216, 218 benötigt. Falls jedoch eine mechanische Belastungsrichtung nicht konstant ist, ist es erforderlich, Rippen 208, 210, 212, 214, 216, 218 zwingend in mehreren
Belastungsrichtungen anzuordnen. Hierbei ist insbesondere für den Fall eines Einsatzes des Bauteils 200 in einem Fahrzeug zu berücksichtigen, dass Belastungsrichtungen selten konstant sind, weshalb die Rippen 208, 210, 212, 214, 216, 218 nicht immer optimal ausgenutzt werden können. Der erste Butzen 202 bzw. Schraubbutzen ist durch die Rippen 208, 210, 212, 214, 216, 218 an dem Bauteil 200 angebunden. Allerdings können trotz der zahlreichen eingesetzten Rippen 208, 210, 212, 214, 216, 218 an einem Anfang einer jeweiligen Rippe 208, 210, 212, 214, 216, 218 unzulässig hohe Spannungsspitzen entstehen. Außerdem kann die sternförmige Anordnung der Rippen 208, 210, 212, 214, 216, 218 bei dem bspw. als Gußbauteil ausgebildeten Bauteil 200 ungünstige Materialanhäufungen 224 verursachen.
Die erste Ausführungsform des erfindungsgemäßen Bauteils 2 bzw. eines entsprechenden erfindungsgemäßen Werkstücks bzw. Halbzeugs ist in den Figuren 2a, 2b und 2c aus unterschiedlichen Perspektiven schematisch dargestellt. Dabei weist das Bauteil 2 einen Träger 4 auf, der hier als Teil eines Kreisrings mit einem inneren und einem äußeren Durchmesser ausgebildet ist. Dieser Träger 4 ist mit einem Rohrabschnitt 6 des Bauteils 2 verbunden. Auf einer Oberfläche des Trägers 4 ist hier auch eine Schwelle 8 angeordnet.
Weiterhin ist ein ebener Bereich bzw. eine Ebene definiert, der bzw. die sich in dem Träger 4, insbesondere zwischen einer Oberseite des Trägers 4, die in Figur 2a und 2c erkennbar ist, und einer Unterseite des Trägers 4, die in Figur 2b erkennbar ist, befindet bzw. darin liegt. Ausgehend von dem ebenen Bereich in dem Träger 4 und somit einer Wand des Bauteils 2 bzw. eines entsprechenden Werkstücks erhebt sich hier eine kegelmantelförmige, trichterförmige und/oder zeltförmige Traghülle 10 des Trägers 4, wobei an einem Ende der Traghülle 10, das von dem Träger 4 bzw. von dem ebenen Bereich abgewandt ist, eine Ausnehmung 12 zur Aufnahme eines Befestigungselements angeordnet ist.
Dabei ist die Traghülle 10 in Figur 2a von oben und in Figur 2b von unten gezeigt. In Figur 2a ist eine Außenwand und in Figur 2b eine Innenwand der Traghülle 10 erkennbar. Dabei geht insbesondere aus Figur 2b hervor, dass ein Körper eines Butzens 14 eine Wandung der Ausnehmung 12 bildet. Hierzu wird auch auf Figur 2c verwiesen, die das Bauteil 2 entlang eines Schnitts durch die Traghülle 10, die Ausnehmung 12 und den Butzen 14 zeigt.
Je nach Definition ist die Traghülle 10, die den Butzen 14 zumindest teilweise umgibt und/oder umschließt, eine Erhebung des Trägers 4 und somit ein Teil bzw. Fortsatz des Trägers 4, die sich aus dem ebenen Bereich im Träger 4 erhebt bzw. daraus heraustritt. Die Traghülle 10 ist hier zumindest teilweise, insbesondere größtenteils kegelmantelförmig bzw. trichterförmig und/oder zeltförmig ausgebildet und einerseits durch die Oberfläche des Trägers 4 und andererseits durch den Rohrabschnitt 6 begrenzt. Dabei ersetzt die Traghülle 10 die im Stand der Technik erforderlichen Rippen 208, 210, 212, 214, 216, 218 zum Stabilisieren des Butzens 14 mit der Ausnehmung 12 zur Aufnahme des Befestigungselements.
Wie Figur 2b zeigt, umgibt bzw. umschließt die Innenwand der Traghülle 10, die von der in Figur 2a gezeigten Außenwand der Traghülle 10 abgewandt ist, einen Körper des Butzens 14, so dass der Butzen 14 innerhalb der Traghülle 10 angeordnet ist. Dabei sind das Ende der Traghülle 10, das von dem Träger 4 bzw. von dem ebenen Bereich abgewandt ist, und ein Ende des Butzens 14, der eine Wandung für die Ausnehmung 12 bildet, miteinander verbunden, wobei es je nach Definition möglich ist, dass die Traghülle 10 und der Butzen 14 bzw. der Körper des Butzens 14 ein gemeinsames Ende bilden bzw. aufweisen. Ausgehend von dem gemeinsamen Ende bzw. den gemeinsamen Enden sind die Innenseite der Traghülle 10 und der Butzen 14 bzw. dessen Körper in Richtung des ebenen Bereichs des Trägers 4 voneinander getrennt und/oder beabstandet.
Figur 2b zeigt auch, dass in möglicher Ausgestaltung des Bauteils 2 der Körper des Butzens 14 über zusätzliche innere Rippen 16 mit der Innenwand der Traghülle 10 verbunden ist. Außerdem zeigen die Figuren 2a, 2b, 2c unabhängig von der Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Bauteils 2 zwei weitere Löcher 18, die in den Träger 4 des Bauteils 2 eingebracht sind.
Die zweite Ausführungsform des erfindungsgemäßen Bauteils 30 bzw. eines entsprechenden erfindungsgemäßen Werkstücks ist in Figur 3 in Schnittdarstellung dargestellt. Dabei umfasst dieses Bauteil 30 einen ebenen, hier flachen Körper bzw. Träger 32, der zugleich als Teil einer Wand des Bauteils 30 definiert und/oder vorgesehen ist. Dabei ist hier eine Ebene bzw. ein ebener Bereich 34 definiert, die bzw. der in dem Träger 32 liegt, darin angeordnet ist bzw. sich darin befindet.
Aus dem ebenen Bereich 34 des Träger 32 heraus erhebt sich hier eine kegelmantelförmige bzw. trichterförmige und/oder zeltförmige Traghülle 36, die als Fortsatz bzw. Erhebung des Trägers 32 und somit als Teil des Trägers 32 ausgebildet ist. Hierbei weisen der Träger 32 und die Traghülle 36, abgesehen von konstruktiven und/oder geometrischen Abweichungen, ungefähr dieselbe Wandstärke bzw. Dicke auf. Ein gemeinsames Ende 38 der kegelmantelförmigen, trichterförmigen und/oder zeltförmigen Traghülle 36 und eines Butzens 42 ist von dem Träger 32 sowie dem ebenen Bereich 34 abgewandt und umschließt eine Öffnung einer rotationssymmetrischen
Ausnehmung 40, die zur Aufnahme eines rotationssymmetrischen Befestigungselements, bspw. einer Schraube, ausgebildet ist. Die Traghülle 36 erstreckt sich ausgehend von dem ebenen Bereich 34 und/oder dem Träger 32 des Bauteils 30 in Richtung des Endes 38. Dabei ist der Butzen 42 je nach Definition ein Fortsatz der Traghülle 36, da der Butzen 42 und die Traghülle 36 an dem Ende 38 miteinander verbunden sind. Die Ausnehmung 40 ist von einem Körper des Butzens 42 umschlossen, der eine Wandung der Ausnehmung 40 bildet. Eine Innenseite der Traghülle 36 umgibt und/oder umschließt einen kegelförmigen Bereich bzw. ein kegelförmiges Volumen, in dem der Butzen 42 angeordnet ist, wobei eine Innenseite der Traghülle 36 und der Butzen 42 in dem kegelförmigen Bereich voneinander beabstandet sind. In Ausgestaltung sind der Träger 32, die Traghülle 36 und der Butzen 38 als einstückiges zusammenhängendes Bauteil 30 bzw. Werkstück ausgebildet, das durch ein Gussverfahren oder aus einem Schmiedeteil hergestellt ist. Über das Befestigungselement, das an dem Bauteil 30 befestigt werden kann, kann an dem Bauteil 30 ein weiteres, hier nicht gezeigtes Bauteil befestigt werden.
Bezugszeichen
2 Bauteil
4 Träger
6 Rohrabschnitt
8 Schiene
10 Traghülle
12 Ausnehmung
14 Butzen
16 Rippen
18 Loch
30 Bauteil
32 Träger
34 ebener Bereich 36 Traghülle
38 Ende
40 Ausnehmung 42 Butzen
200 Bauteil 202, 204, 206 Butzen
208, 210, 212 Rippe
214, 216, 218 Rippe
220 Ellipse
222 Pfeil

Claims

PATENTANSPRÜCHE:
Bauteil mit einem Träger (4, 32), für den ein ebener Bereich (34) definiert ist, wobei der Träger (4, 32) eine zumindest teilweise kegelmantelförmige, trichterförmige oder zeltförmige Traghülle (10, 36) aufweist, die sich aus dem ebenen Bereich (34) heraus erhebt, wobei an einem Ende (38) der zumindest teilweise kegelmantelförmigen, trichterförmigen oder zeltförmigen Traghülle (10, 36), das von dem ebenen Bereich (34) des Trägers (4, 32) abgewandt ist, eine Ausnehmung (12, 40) zur Aufnahme eines an dem Bauteil (2, 30) zu befestigenden Befestigungselements angeordnet ist.
Bauteil nach Anspruch 1 , bei dem die zumindest teilweise kegelmantelförmige, trichterförmige oder zeltförmige Traghülle (10, 36) einen zumindest teilweise kegelförmigen, trichterförmigen oder zeltförmigen Bereich umschließt.
Bauteil nach Anspruch 1 oder 2, das einen Butzen (14, 42) aufweist, der an dem Ende (38) der zumindest teilweise kegelmantelförmigen, trichterförmigen oder zeltförmigen Traghülle (10, 36) angeordnet ist und eine Wandung für die Ausnehmung (12, 40) bildet, wobei das Befestigungselement in der Ausnehmung (12, 40) anzuordnen ist, wobei eine Öffnung der Ausnehmung (12, 40) an dem Ende (38) der zumindest teilweise kegelmantelförmigen, trichterförmigen oder zeltförmigen Traghülle (10, 36) angeordnet ist.
Bauteil nach Anspruch 3, bei dem die zumindest teilweise kegelmantelförmige, trichterförmige oder zeltförmige Traghülle (10, 36) den Butzen (14, 42) zumindest teilweise umschließt.
Bauteil nach einem der voranstehenden Ansprüche, bei dem die Ausnehmung (12, 40) zum Befestigen eines als Schraube ausgebildeten Befestigungselements ausgebildet ist.
6. Bauteil nach einem der voranstehenden Ansprüche, das als Gußbauteil, Schmiedebauteil, Kunststoffbauteil oder Kaltfließpressbauteil ausgebildet ist. 7. Bauteil nach einem der voranstehenden Ansprüche, das als Teil eines
Kraftfahrzeugs ausgebildet ist.
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